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Natura delle onde


Le onde sono caratterizzate da:

- direzione dell’oscillazione
- direzione della propagazione




Fig6
- nella figura sono elencati i due tipi di onde

Onde trasversali



Se il video non si vede cliccare qui .



Un esempio di onde trasversali è la simulazione che abbiamo utilizzato nella pagina precedente riguardante la corda tesa (vedi fig.4). Un altro esempio comune ci viene dato dalle corde pizzicate di un qualsiasi strumento a corde. Fornita energia alla corda questa comincerà ad oscillare creando variazioni di pressione intorno ad un punto di equilibrio.
Attenzione: nelle onde trasversali le oscillazioni sono perpendicolari alla direzione di propagazione dell'onda.

Ecco una semplice animazione flash che può aiutare nella comprensione delle onde trasversali:

width="500" height="400" alt="Flash Player 6 or above is required to view this animation. Please visit http://www.macromedia.com/go/getflashplayer to download Flash"

Sim.3
- L'energia fornita ad una corda tesa crea perturbazioni che si propagano lungo la corda


Studiamo la Simulazione Sim.4

L' animazione permette di studiare un' onda trasversale e di comprenderne il significato fisico

Come abbiamo visto precedentemente le onde sonore sono onde elastiche la cui propagazione avviene grazie all'elasticità del mezzo ci trasmissione. Le particelle componenti il mezzo si muovono più o meno  velocemente a seconda delle caratteristiche elastiche del mezzo.  Pertanto possiamo dire che la velocità di propagazione delle onde dipende dalle particelle del mezzo materiale.

Nell'animazione java successiva possiamo studiare il moto di un'onda trasversale nel tempo variandone i parametri. Animazione dal sito http://ngsir.netfirms.com/englishhtm/TwaveA.htm



Sim.4 -  Simulazione di un'onda elastica che si propaga lungo una corda tesa



La simulazione Sim.4 permette di variare alcuni parametri:

amplitude: la variazione del parametro ampiezza è una simulazione del dare maggiore o minore energia alla sorgente oscillante.

wavelength: questo parametro permette di variare la lunghezza completa di un' oscillazione. Più questo parametro è grande più diminuisce la frequenza di oscillazione. In pratica se siamo noi a muovere la corda l'aumento della lunghezza d'onda vuol dire che la mano tende  a rallentare gli impulsi che vengono inviati alla corda.

frequency: muovendo il cursore in avanti possiamo aumentare la frequenza di oscillazione dell'onda. Questo vuol dire che la corda riceverà più impulsi al secondo con conseguente diminuzione della lunghezza d'onda

Velocity: inserendo questo parametro posso visualizzare l'energia contenuta in ogni singola particella.

Vert. Line: mi permette di visualizzare le linee verticali su cui ogni particella si muoverà.

Freeze: con questo comando si blocca (congela) l'immagine della forma d'onda

Cont'd: con questo pulsante si riattiva l'onda precedentemente bloccata


Onde longitudinali


Le onde longitudinali hanno la direzione di oscillazione parallela a quella di propagazione. Vediamo il seguente filmato (se il filmato non si vede cliccare qui):

 
Un esempio di onde longitudinali viene prodotto dalla voce umana quando emette dei suoni o comunque emette in generale delle vibrazioni prodotte dalle corde vocali.
Attenzione: come visto nel filmato nelle onde longitudinali le oscillazioni avvengono nella stessa direzione di propagazione dell'onda. L'energia fornita dalla mano avviene sempre nella stessa direzione.

Ecco una simulazione flash sulle onde longitudinali:
width="500" height="400" alt="Flash Player 6 or above is required to view this animation. Please visit http://www.macromedia.com/go/getflashplayer to download Flash"

Sim.
5 - nella simulazione si vede una molla oscillare longitudinalmente. La parte in nero indica una maggiore concentrazione delle spire della molla


Riassumiamo con l'intervento diretto degli alunni





Se il video non si vede cliccare qui


Nelle simulazioni seguenti sono messi a confronto i due tipi di onde. Studiamo le simulazioni (Sim6 e Sim7) attentamente e riportiamo per iscritto cosa percepiamo.


Flash Player 6 or above is required to view this animation. Please visit http://www.macromedia.com/go/getflashplayer to download Flash
Sim.6 - onde trasversali


Flash Player 6 or above is required to view this animation. Please visit http://www.macromedia.com/go/getflashplayer to download Flash
Sim.7 - onde longitudinali



Segue un applet con la funzione di far interagire il discente e facilitarne la comprensione su quanto studiato fino ad ora

 


fig.7 - simulazione interattiva sulle onde trasversali e longitudinali molto interessante

Per utilizzare quest'applet fare clic su play  (comandi lato destro in basso della foto) e definire se si vuole lavorare sulle onde longitudinali (selettore drag x) o trasversali (selettore darg y).
Spuntando la casella drag x gli unici movimenti permessi saranno quelli longitudinali mentre se viene spuntata la casella drag y i movimenti permessi saranno solo quelli trasversali. Attenzione: le due caselle drag x e drag y possono essere spuntate contemporaneamente. Questo applet permette di capire come le particelle reagiscono tra loro con una certa energia che viene fornita dall'esterno all'inizio. Utilizza l'applet (cliccare qui)
Animazione dal sito: http://www.phy.ntnu.edu.tw/ntnujava/

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